chap1 车刀.ppt

1、第一章 车刀,内容简介,主要内容有车刀的类型、车刀的结构形式和结构,返回首页,第一章 车刀,第一节 车刀的种类和用途,第二节 焊接车刀,第三节 机夹车刀(重磨式,第四节 可转位车刀,第五节 卷(断)屑槽形式及其选择,第一节 车刀的种类和用途,车刀的种类和应用,车刀的结构分类,一、车刀的种类和应用,按加工表面的特征,按结构,外圆车刀 端面车刀 内孔车刀 切断刀 螺纹车刀 成形车刀,整体车刀 焊接车刀 机夹车刀 可转位车刀 成型车刀,按切削部分材料,高速钢车刀 硬质合金车刀 陶瓷车刀 金刚石车刀等,几种常用的车刀,145弯头车刀；290外圆车刀；3外螺纹车刀；475外圆车刀；5成形车刀；690外圆

2、车刀；7切断刀；8内圆切槽刀；9内螺纹车刀；10盲孔镗刀；11通孔镗刀,直头刀 弯头刀,粗车刀 精车刀 宽刃刀,正手刀 反手刀,二、车刀的结构分类,1.整体车刀,刃磨方便，可刃磨形状复杂，可多次刃磨；刀具刚性好； 应用于较复杂成形刀具的低速精车,刀头部分和刀杆部分均为同一种材料。用作整体式车刀的刀具材料一般是整体高速钢,2.焊接车刀,结构简单，紧凑、刚性好、抗振性能好，使用灵活，制造方便 。 应用于各类车刀特别是小刀具,所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用黄铜、紫铜或其他特制的焊料将硬质合金刀片或高速钢焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀,缺点： (1

3、)焊接后易产生内应力，加工时易崩刃； (2)由于需磨出断屑槽，减少刀具的有效刃磨次数；(3)刀杆不能重复使用； (4)切削性能主要取决于工人的刃磨技术。 (5)应用于重型车削的车刀困难,3.机夹车刀,机夹车刀是采用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀,1）刀片不经过高温焊接，避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、产生裂纹等缺陷，提高了刀具的耐用度。 （2）由于刀具耐用度提高，使用时间较长，换刀时间缩短，提高了生产效率。 （3）刀杆可重复使用，既节省了钢材又提高了刀片的利用率，刀片由制造厂家回收再制，提高了经济效益，降低了刀具成本。 （4）刀片重磨后，尺寸会逐渐变小，为了恢复刀片的

4、工作位置，往往在车刀结构上设有刀片的调整机构，以增加刀片的重磨次数。 （5）压紧刀片所用的压板端部，可以起断屑器作用,优点,缺点： 重磨时的高温，仍可产生裂纹,应用于切断、切槽、螺纹、大型车刀和金刚石车刀等,4.可转位车刀,可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃，即可继续工作，直到刀片上所有切削刃均已用钝，刀片才报废回收。更换新刀片后，车刀又可继续工作,与焊接车刀相比，可转位车刀具有下述优点: （1）刀具寿命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。 （2）生产效率高 由于机床

5、操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅助时间。 （3）有利于推广新技术、新工艺 可转位刀有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。 （4）有利于降低刀具成本 由于刀杆使用寿命长，大大减少了刀杆的消耗和库存量，简化了刀具的管理工作，降低了刀具成本,第二节 焊接车刀,硬质合金刀片的选择,焊接车刀刀槽的选择,车刀刀柄截面形状和尺寸的选择,硬质合金焊接车刀生产流程,一、硬质合金焊接车刀生产流程,1.焊接车刀刀杆生产工序 刀杆材质一般为45号钢，小规格的刀杆可选用冷拉方钢，大规格的刀杆用锻钢。这里以冷拉方钢制作刀杆为例： 下料：为了得到合适的刀杆长度，必须对方钢进行下料。下料有三种方式，仪表车床下料，锯

6、床下料，冲床下料。 开槽： 开槽的目的是在槽内镶焊（钎焊）硬质合金刀片，根据用途的不同要开不用形状的槽。一般是用万能铣床来铣槽,2.焊接车刀焊接工序 用高频感应加热机加热刀杆，把硬质合金刀片沾上钎剂，和钎焊材料一起放入刀杆的槽内，然后用镊子调整刀片的位置。待硬质合金刀片和刀杆融为一体后，将车刀插入保温材料中保温冷却。 3.发黑或者涂漆 将制作好的车刀发黑或者涂漆处理，并打上商标和标识。让车刀的卖相更佳。 4.打磨刀片 用砂轮机将硬质合金刀片上的发黑层或者油漆层去除,5.注意事项 在制造工艺上，由于硬质合金和刀杆材料 ( 一般是中碳钢 ) 的线膨胀系数不同，当焊接工艺不够合理时容易产生热应力，严

7、重时会导致硬质合金出现裂纹，因此在焊接硬质合金刀片时，应尽可能采用熔化温度较低的焊料，对刀片应缓慢加热和缓慢冷却，对于YT30等易产生裂纹的硬质合金，应在焊缝中放一层应力补偿片。另外保温材料的选择和保温时间的控制也很重要,二、硬质合金刀片的选择,1.硬质合金材料牌号,2.刀片的型号和规格,重磨式硬质合金刀片分- A、B、C、D、E、F、S等大类。 A内外圆车刀、镗刀 B成型刀 C螺纹刀、切断刀 D铣刀、浮动镗刀 E钻头、铰刀 F耐磨件 S制造深孔钻头,表示同类别中不同型式的表示：A1、A2,A内外圆车刀、镗刀 A1型 制造外圆车刀、镗刀和切槽刀 A2型 制造镗刀和端面车刀 A3型 制造端面车刀

8、和外圆车刀 A4型 制造外圆车刀、镗刀和端面车刀 A5型 制造直头外圆车刀、通孔镗刀及装配式端铣刀 A6型 制造镗刀、外圆车刀 B成型刀 B1型 制造成型车刀、燕尾槽刨刀和燕尾槽铣刀 B2型 制造凹圆弧成型车刀和轮缘车刀 B3型 制造凸圆弧成型车刀 B4型 制造凹圆弧成型车刀和轮缘车刀 C螺纹刀、切断刀 C1型 制造螺纹车刀及外圆精车刀 C2型 制造精车刀及梯形螺纹车刀 C3型 制造切断刀及切槽刀 C4型 制造三角皮带轮切槽刀,D铣刀、浮动镗刀 D1型 制造外圆车刀、镗刀和端面铣刀 D2型 制造三面刃铣刀、T型槽铣刀和浮动镗刀 E钻头、铰刀 E1型 制造非金属和金属直槽钻头 E2型 制造麻花钻

9、头和直槽钻头 E3型 制造键槽铣刀、端铣刀及深孔扩孔钻 E4型 制造扩孔钻 E5型 制造手动铰刀及机动铰刀 F耐磨件 F1型 制造车床和外圆磨床顶尖 F2型 制造深孔钻头的导向块 F3型 制造可卸镗刀耐磨零件 S型 制造深孔钻钻头,刀片型号用拼音字母和三个数字来表示： 如A06-A1代表刀片形状 -06代表刀片的长度为6mm 若为左切刀，末尾加“Z”，如A06Z,刀片的形状选择依据-车刀的类型、所需主副偏角、尽可能多的重磨次数等,刀片的尺寸选择-首先考虑刀片不在进行加工就能放到刀槽中进行焊接，刀片长度为工作长度1.6-2倍，宽度据工件宽度来定,三、焊接车刀刀槽的选择,坎入槽,制造简单 外圆车刀

10、 弯头车刀 切槽车刀,焊接面积多，刀片焊接较牢固；90外圆车刀、内孔车刀,刀片焊接牢固； 螺纹车刀、切断车刀,刀片在刀槽中的安放位置,应使刃磨面积减少、可重磨的次数增多,一般取：og= o+（5-10） og= o+（2-4,注意： 1.选择焊接面较少的刀槽槽型； 2.刀杆上支撑部分高度与刀片厚度的比（3）； 3.刀槽尺寸应比刀片尺寸小0.5-1.5mm,三、车刀刀柄截面形状和尺寸的选择,常用的车刀有三种不同截面形状的刀柄，即圆柄、矩形柄和正方形柄。 矩形和方形柄多用于普通车床。 普通型和模块式的圆柄车刀多用于车削加工中心和数控车床上,1.一般用矩形，切削力较大时采用方形，圆形多用于内孔车刀。

11、刀杆高度H可按车床中心高选择,普通车刀外形尺寸主要有长、宽、高尺寸,2.刀杆长度一般为其高度的六倍，特殊情况特殊考虑,第三节 机夹车刀,为了避免焊接车刀因焊接使硬质合金刀片产生裂纹、降低刀具耐用度，使用时出现脱焊和刀杆只能使用一次等缺点。机夹车刀采用将刀片用机械夹持的方法固定在刀杆上，刀片用钝后可更换新刃磨好的刀片,1.上压式 这种形式是采用螺钉和压板从上面压紧刀片，通过调整螺钉来调节刀片位置的一种机夹车刀。其特点是结构简单，夹固牢靠，使用方便，刀片平装，用钝后重磨后面。上压式是加工中应用最多的一种。 2.侧压式 这种形式一般多利用刀片本身的斜面，由楔块和螺钉从刀片侧面来夹紧刀片。其特点是刀片

12、竖装，对刀槽制造精度的要求可适当降低，刀片用钝后重磨前面。 3.切削力夹固式 这种形式通常是指切削力自锁车刀，它是利用车刀车削过程中的切削力，将刀片夹紧在1：30的斜槽中。其特点是结构简单，使用方便，但要求刀槽与刀片紧密配合，切削时无冲击振动,第四节 可转位车刀,硬质合金可转位刀片,可转位车刀刀片夹固的典型结构,机夹可转位车刀的刀槽设计,可转位车刀的组成,一、可转位车刀的组成,图 可转位车刀的组成,1.刀片 2.刀垫 3.卡簧 4.杠杆 5.弹簧 6.螺钉 7.刀柄,可转位刀具的组成,可转位刀具一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成，如图所示。其中各部分的作用为： 刀片：承担切削，形成被加工表面

13、。 刀垫：保护刀体，确定刀片(切削刃)位置。 夹紧元件：夹紧刀片和刀垫。 刀体：刀体及(或)刀垫的载体，承担和传递切削力及切削扭距，完成刀片与机床的联接,二、硬质合金可转位刀片,1.可转位刀片的标准,2.可转位刀片的标记,国家标准,国际标准,3.可转位刀片的选择,1）形状选择,主要依据加工工件廓形与刀具寿命来选择,一般要选通用性较高的及在同一刀片上切削刃数较多刀片。边数多的刀片、刀尖角大，耐冲击，且切削刃多，故寿命高；但切削刃较短，在车销时径向力较大，易引起振动。在机床、工件刚度足够情况下，粗加工时应尽量采用刀尖角较大的刀片；反之，采用刀尖角较小的刀片,刀尖角度影响加工性能的关系,刀片尺寸包括

14、刀片内切圆直径（边长）、厚度、刀尖圆弧半径等。 边长的选择主要根据主切削刃的长度确定。 L粗车=（1.5-2）Lse；L精车=（3-4）Lse。 厚度的选择主要考虑刀片的强度。 刀尖圆弧半径的选择应考虑加工表面粗糙度及工艺系统刚度等因素,2）刀片尺寸选择,三、可转位车刀刀片夹固的典型结构,刀片夹固必须满足的要求： 1）定位精度高； 2）刀片夹紧可靠； 3）排屑流畅； 4）使用、制造方便,四、机夹可转位车刀的刀槽设计,可转位车刀的几何角度,刀 片 的几何角度,刀 槽 的几何角度,可转位车刀的刀槽设计就是根据给定的车刀角度和刀片的角度和尺寸来确定刀槽的角度和其它参数,刀槽的角度设计的内容包括刀槽角

15、度和刀槽尺寸,车刀角度 r、s、o、o、r、o,刀片角度：nb、nb、sb、nb,刀槽角度 rg、sg、og、og、rg、og,ng,Pn,n=nb-ng,ng = n - nb,说明：可转位车刀角度中r、s、o（o）与预选值相等，称独立角度或保证角度；另一部分o（o）、r、o则不在是独立选取的，而是派生角度，需对其进行校验，使题目与合理值（预定值）接近,已知：车刀角度的合理值：r、s、o、o、r、o； 刀片角度：nb、nb、sb、nb （常用的刀片nb0、nb=0、sb=0）； 求：刀槽的角度rg、sg、og、rg、gg； 验算：o、r、o,1.刀槽主偏角rg和刃倾角sg,rg=r；sg=s

16、,2.刀槽前角og,n=nb-ng,ng = n - nb,og,刀槽角度计算,3.校验车刀的后角 o,o,n=nb - ng,计算后角o的目的是为了检验，看它是否太小或与预选值（合理值）相差太大，不合适则需修改车刀前角o或另选刀片的几何角度,4.刀槽的刀尖角 rg,rg nb,5.刀槽的副偏角 r,6.校验车刀的副后角 o,计算后角o的目的是为了检验，应与预选值（合理值）相差太大，一般o的最小值22，否则应增大刃倾角的绝对值,可转位车刀刀槽角度计算步骤,设计选取参数： 车刀角度的合理值： 独立角度r、s、o（o） 验算角度o（o）、r、o； 标准刀片角度：nb0、nb0、sb=0、nb 计算

17、： 刀槽主偏角；刀槽刃倾角； 刀槽前角 ；刀槽刀尖角； 刀槽副偏角； 验算：车刀后角；车刀副后角；车刀副偏角（两种情况,1.可转位车刀的前角、后角是如何得到的？ 2.可转位车刀、刀片、刀槽的几何角度哪些是相同的？哪些不同？ 3.已知可转位车刀的r=75、s=-6、o=12 ； 刀片为正方形，刀片的nb=20、nb=0、sb=0； 求：刀槽角度及车刀其余角度,第五节 断屑槽型及其选择,断屑槽参数的选择,断屑槽的槽型,一、断屑槽的槽型,焊接车刀的断屑槽，是在刃磨刀具时磨出的，而可转位车刀则是在生产刀片时直接压制成型的,1. 断屑槽断面形状,图 断屑槽型式 (a)直线圆弧型 (b)折线型 (c)全圆弧型,直线圆弧型和直线型断屑槽: 适用于切削碳素钢、合金结构钢、工具钢等，一般前角在o5o - 15o。 全圆弧型: 前角比较大，o25o - 35o。适用于切削紫铜、不锈钢等高塑性材料,国标GB2076-87规定了可转位刀片卷屑槽的法平面截形,2.卷屑槽槽形斜角,A型：平行式，前后等宽，等深的开口半槽。切屑碰到工件加工表面上折断。 Y型：外斜式，前宽后窄的开口半槽，前深后浅，切屑碰到后刀面上折断，形成C形切屑。 K型：内斜式，前窄后宽，切屑成螺旋状流出。 必须注意，断屑的效果与切削用量有关,A型和H型断屑槽形成的切屑大多卷向加工表面，能断屑的背吃刀量变化范围大，适合